Matériaux de friction
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• l’amélioration de la résistance aux différents mode d’usure,
• la modification des propriétés thermiques, électriques, magnétiques, chimiques.
25.6.1 Revêtements de surface
Les revêtements de surface consistent à substituer à la surface initiale du composant une surface ayant des propriétés plus performantes pour résister aux agressions que le fonctionnement du composant lui impose.
L’épaisseur du revêtement dépend, du point de vue fonctionnel, du champ de
contrainte et du mode de sollicitation auxquels sont exposées les surfaces ainsi que
du mode de réalisation. Une attention toute particulière doit être apportée à la
liaison revêtement/substrat qui conditionne le maintien et la longévité du revêtement. La préparation des surfaces est l’un des éléments essentiels des performances
des revêtement et de leur accrochage. Il importe d’y apporter le plus grand soin
quels que soient le type ou la nature du matériau déposé.
Différents types de revêtement sont utilisables pour remplir des fonctions tribologiques. Les polymères sont souvent mis en œuvre sous forme de films minces.
Leur action est double: une action mécanique de séparation des surfaces métalliques et une action lubrifiante. L’intérêt des polymères réside dans les nombreuses
possibilités de dépôts sur les pièces mécaniques. On peut en effet les déposer par
pulvérisation suivie de polymérisation, projection au chalumeau, trempage, dépôt
électrostatique, tonneau pour les petites pièces.
Les polymères sont aussi utilisables sous forme de feuilles collées ou de vernis
de glissement dans lesquels on incorpore des lubrifiants solides. Les caractéristiques tribologiques dépendent à la fois des lubrifiants solides et des résines ou supports employés qui peuvent être organiques ou inorganiques.
Sous forme de vernis de glissement ou dépôt sous vide, on obtient des couches
minces efficaces dans des situations de fretting-fatigue ou pour limiter les risques
d’adhésion. Les vernis de glissement consistent en une dispersion de lubrifiant
solide dans un support en polymère dilué dans un solvant. Après évaporation du solvant et durcissement du polymère, on obtient un feuil de lubrifiant solide adhérant
au substrat. Leurs principales propriétés sont la plage d’utilisation en température
( ≤ 400 ˚C), la possibilité d’accepter des charges relativement élevées et de donner
des facteurs de frottement faibles. La conductibilité thermique peu élevée des
polymères limite les possibilités en vitesse ( V ≤ 0,5 m/s). Le choix des liants
dépend de l’ambiance, de la pression, de la température. A basse température on utilise les matériaux thermoplastiques. A haute température (>100˚C) on utilise les
thermodurcissables (polyimides par exemple qui ont des caractéristiques mécaniques élevées jusqu’à plus de 350˚C).
Les supports les plus utilisés sont les résines organiques, phénolique, époxy et
époxy-phénolique, demandant une polymérisation à chaud (1 h – 180˚C). Ces résines, polymérisées à chaud, présentent une meilleure résistance à l’environnement
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• l’amélioration de la résistance aux différents mode d’usure,
• la modification des propriétés thermiques, électriques, magnétiques, chimiques.
25.6.1 Revêtements de surface
Les revêtements de surface consistent à substituer à la surface initiale du composant une surface ayant des propriétés plus performantes pour résister aux agressions que le fonctionnement du composant lui impose.
L’épaisseur du revêtement dépend, du point de vue fonctionnel, du champ de
contrainte et du mode de sollicitation auxquels sont exposées les surfaces ainsi que
du mode de réalisation. Une attention toute particulière doit être apportée à la
liaison revêtement/substrat qui conditionne le maintien et la longévité du revêtement. La préparation des surfaces est l’un des éléments essentiels des performances
des revêtement et de leur accrochage. Il importe d’y apporter le plus grand soin
quels que soient le type ou la nature du matériau déposé.
Différents types de revêtement sont utilisables pour remplir des fonctions tribologiques. Les polymères sont souvent mis en œuvre sous forme de films minces.
Leur action est double: une action mécanique de séparation des surfaces métalliques et une action lubrifiante. L’intérêt des polymères réside dans les nombreuses
possibilités de dépôts sur les pièces mécaniques. On peut en effet les déposer par
pulvérisation suivie de polymérisation, projection au chalumeau, trempage, dépôt
électrostatique, tonneau pour les petites pièces.
Les polymères sont aussi utilisables sous forme de feuilles collées ou de vernis
de glissement dans lesquels on incorpore des lubrifiants solides. Les caractéristiques tribologiques dépendent à la fois des lubrifiants solides et des résines ou supports employés qui peuvent être organiques ou inorganiques.
Sous forme de vernis de glissement ou dépôt sous vide, on obtient des couches
minces efficaces dans des situations de fretting-fatigue ou pour limiter les risques
d’adhésion. Les vernis de glissement consistent en une dispersion de lubrifiant
solide dans un support en polymère dilué dans un solvant. Après évaporation du solvant et durcissement du polymère, on obtient un feuil de lubrifiant solide adhérant
au substrat. Leurs principales propriétés sont la plage d’utilisation en température
( ≤ 400 ˚C), la possibilité d’accepter des charges relativement élevées et de donner
des facteurs de frottement faibles. La conductibilité thermique peu élevée des
polymères limite les possibilités en vitesse ( V ≤ 0,5 m/s). Le choix des liants
dépend de l’ambiance, de la pression, de la température. A basse température on utilise les matériaux thermoplastiques. A haute température (>100˚C) on utilise les
thermodurcissables (polyimides par exemple qui ont des caractéristiques mécaniques élevées jusqu’à plus de 350˚C).
Les supports les plus utilisés sont les résines organiques, phénolique, époxy et
époxy-phénolique, demandant une polymérisation à chaud (1 h – 180˚C). Ces résines, polymérisées à chaud, présentent une meilleure résistance à l’environnement